袁謙 侯穎 趙永濤 張鋒 張中州 甄士聰

摘要：采用超聲波工業(yè)加濕器加濕和穴播種植技術(shù)構(gòu)建小麥赤霉病抗性鑒定圃，并對其田間效果進行評價。結(jié)果表明，經(jīng)過超聲波加濕器加濕，小麥赤霉病抗性鑒定圃的相對濕度能夠穩(wěn)定在80%以上，是小麥赤霉病發(fā)病的適宜環(huán)境。通過構(gòu)建的小麥赤霉病抗性鑒定圃對27份小麥種質(zhì)資源材料進行小麥赤霉病抗性鑒定，評價供試小麥材料經(jīng)過單花滴注接種和噴霧接種處理的抗性表現(xiàn)。結(jié)果表明，NMAS22、天民15E006和西農(nóng)511等3份材料在2種接種條件下均表現(xiàn)為中抗以上，可以作為小麥抗赤霉病育種的優(yōu)異種質(zhì)資源。

關(guān)鍵詞：小麥赤霉病;鑒定圃;相對濕度;抗病品種;種質(zhì)資源

中圖分類號： S435.121.4+5 ?文獻標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）17-0125-04

小麥赤霉病（fusarium head blight of wheat，簡稱FHB）是禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum Schw.）引起的氣候型病害，該病害不僅造成產(chǎn)量損失，同時產(chǎn)生毒素，嚴(yán)重影響小麥的品質(zhì)，危害人畜健康[1]。小麥赤霉病的流行主要受田間菌源量、揚花期降雨情況以及主栽品種赤霉病抗性等因素影響[2-4]。小麥赤霉病發(fā)生以揚花期侵染為主，在溫暖潮濕的環(huán)境最容易發(fā)生，平均氣溫超過15 ℃，陰雨天氣超過抽穗揚花期50%，可造成小麥赤霉病大面積流行[5-7]。在2000年以后，小麥赤霉病在河南省流行頻率增加，損失加重，成為小麥的常發(fā)病害[8-9]，同時小麥赤霉病抗病品種匱乏[10-11]，給小麥赤霉病的防治帶來很大的困難，因此培育適合黃淮麥區(qū)的抗赤霉病小麥新品種是亟待解決的問題。黃淮麥區(qū)進行抗赤霉病小麥育種的主要困難在于沒有持續(xù)穩(wěn)定的濕度環(huán)境引起發(fā)病，而小麥抗赤霉病育種須要連續(xù)鑒定、連續(xù)選擇[12]。目前，大部分育種單位主要采用福建省南平市建陽區(qū)異地加代的方式和本地建設(shè)赤霉病誘發(fā)設(shè)施進行小麥赤霉病抗性鑒定工作。氣候生態(tài)型不一致、兩地穿梭耗費人力物力，本地建設(shè)赤霉病誘發(fā)設(shè)施發(fā)病環(huán)境不穩(wěn)定。如何在黃淮麥區(qū)創(chuàng)造適宜小麥赤霉病發(fā)病的穩(wěn)定環(huán)境成為小麥抗赤霉病育種工作的瓶頸。本研究采用超聲波工業(yè)加濕器加濕創(chuàng)造濕度環(huán)境，結(jié)合穴播種植技術(shù)創(chuàng)建小麥赤霉病抗性鑒定圃，同時篩選抗赤霉病小麥種質(zhì)資源，以期為研究適合黃淮麥區(qū)誘發(fā)赤霉病的技術(shù)提供參考和開展小麥抗赤霉病育種提供種質(zhì)材料支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的27份小麥種質(zhì)資源由漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院超麥課題組提供，另外蘇麥3號為高抗對照，揚麥158為中抗對照，淮麥20為感病對照。

供試禾谷鐮刀菌菌株為分離自漯河地區(qū)的混合菌株，由漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗時間為2018年10月至2019年6月，試驗地點設(shè)在漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地網(wǎng)室，土壤肥力中等，前茬作物為玉米。

試驗共6行，采用穴播，穴距為0.4 m×0.4 m，每穴25粒種子，每穴種植1種材料，隨機排列。試驗田管理如施肥、除草及蟲害防治等同常規(guī)育種田。

在拔節(jié)期安裝加濕裝置。采用帶孔的11 cm 聚氯乙烯（PVC）管架設(shè)于2行小麥之間排霧，距地面 0.5～0.6 m，位于穗部下方，共3根管道。遠端連接超聲波工業(yè)加濕器（多樂信DRS-18A）加濕排霧。

1.3 小麥赤霉病抗性鑒定方法

1.3.1 接種方法 利用含有9個禾谷鐮刀菌混合菌株（均分離自漯河地區(qū)）的分生孢子懸浮液進行人工接種，分生孢子懸浮液的濃度為5×105 個/mL，采用單花滴注和噴霧等2種方法，于始花期接種。單花滴注接種采用微量進樣器接種麥穗第4個小花，每穴接種20穗，每穗注射10 μL分生孢子液，并對接種穗用標(biāo)簽紙標(biāo)記;噴霧接種采用定量小噴壺噴霧，每穴接種5 mL，均勻噴施。每個處理3次重復(fù)。接菌后用加濕裝置24 h不間斷加濕，21 d后調(diào)查接菌穗的發(fā)病情況。

1.3.2 鑒定評價方法 嚴(yán)重度及病情指數(shù)參照NY/T 1443.4—2007《小麥抗病蟲性評價技術(shù)規(guī)范 第4部分：小麥抗赤霉病評價技術(shù)規(guī)范》進行評價。單花滴注接種每穴調(diào)查20個接種穗，小麥赤霉病嚴(yán)重度分為5個等級：0級（接種小穗無可見發(fā)病癥狀）、1級（接種小穗發(fā)病，或相鄰個別小穗發(fā)病，病斑不擴展到穗軸）、2級（穗軸發(fā)病，病小穗率在25.0%以下）、3級（穗軸發(fā)病，病小穗率為25.0%～50.0%）、4級（穗軸發(fā)病，病小穗率在50.0%以上）。噴霧接種每穴調(diào)查全部接種穗，小麥赤霉病嚴(yán)重度分為5個等級：0級（無發(fā)病小穗）、1級（發(fā)病小穗占總小穗數(shù)的25.0%以下）、2級（發(fā)病小穗占總小穗數(shù)的25.0%～50.0%）、3級（發(fā)病小穗占總小穗數(shù)的50.0%～75.0%）、4級（發(fā)病小穗占總小穗數(shù)的75.0%以上）。

小麥赤霉病抗性根據(jù)病情指數(shù)（DI）分為5個等級：免疫（I）：DI=0;抗病（R）：0DICK-S。其中DICK-R為抗病對照病情指數(shù);DICK-MR為中抗對照病情指數(shù);DICK-S為感病對照病情指數(shù)。

1.4 鑒定圃田間濕度測定方法

采用溫濕度記錄儀（TH20R-EX）測定田間濕度變化，評價加濕效果。具體方法：加濕裝置在加濕狀態(tài)下，將溫濕度記錄儀探頭置于行間穗部高度，每隔1 h記錄1次濕度值，連續(xù)測定3 d，記錄田間的濕度變化。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2010整理數(shù)據(jù)和制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲波工業(yè)加濕器田間加濕效果評價

由圖1可知，超聲波在加濕器加濕條件下田間相對濕度可以穩(wěn)定在80%以上。日間相對濕度受風(fēng)力、氣溫等因素影響出現(xiàn)波動，但仍能穩(wěn)定在80%以上;夜間相對濕度比較穩(wěn)定且較高，能夠達到100%。由表1可知，27個供試材料均發(fā)生小麥赤霉病，超聲波加濕器加濕能夠創(chuàng)造濕度高且相對穩(wěn)定的發(fā)病環(huán)境。2.2 2種接種方法下供試小麥材料的赤霉病抗性表現(xiàn)

單花滴注接種鑒定結(jié)果（表1）表明，在27份供試小麥材料中，中抗以上材料有10份，占37.0%。其中，4份材料表現(xiàn)為抗病，分別為08Y306、08Y304、NMAS7、NMAS22;6份材料表現(xiàn)為中抗，分別為西農(nóng)511、天民15E006、國紅9號、生選6號、蘇研1518、L529;6份材料表現(xiàn)中感，分別為賈05-08、西農(nóng)979、樂麥Z1311273、L526、L530、L531;其他11份材料的表現(xiàn)為高感。噴霧接種鑒定結(jié)果表明，在27份供試小麥材料中，中抗以上材料有13份，占48.1%。其中，6份材料表現(xiàn)為抗病，分別為08Y306、08Y304、NMAS7、NMAS22、天民15E006和生選6號;7份材料表現(xiàn)為中抗，分別為西農(nóng)511、樂麥Z1311273、L527、L531、國紅9號、L529和蘇研1518;3份材料表現(xiàn)為中感，分別為西農(nóng)979、L526和賈05-08;其他11份材料均表現(xiàn)為高感。

由表1可知，08Y306、08Y304、NMAS7、NMAS22等4份材料在2種接種條件下均表現(xiàn)為抗病，天民15E006、生選6號、西農(nóng)511、國紅9號、L529和蘇研1518等6份材料在2種接種條件下均表現(xiàn)為中抗以上。結(jié)合冬春性分析，NMAS22、天民15E006和西農(nóng)511等3份材料在2種接種條件下均表現(xiàn)為中抗以上，侵入抗性和擴展抗性均表現(xiàn)突出，同時又是半冬性或冬性材料，屬于黃淮麥區(qū)的生態(tài)類型，改造難度小，可以作為小麥抗赤霉病育種的親本來重點利用。

2種接種鑒定結(jié)果表明，所有供試小麥材料均發(fā)生了小麥赤霉病，不同小麥材料間表現(xiàn)出一定的抗性差異;個別材料（天民15E006、L527、生選6號、樂麥Z1311273、L531、L530等）在2種接種條件下抗性表現(xiàn)不一致，說明其小麥赤霉病侵入抗性和擴展抗性表現(xiàn)不同。

3 結(jié)論與討論

小麥赤霉病發(fā)病需要抽穗揚花期適宜的溫度、多雨和高濕環(huán)境[13]，尤其是濕度環(huán)境[14]。受田間小氣候影響，濕度環(huán)境很難控制。在小麥揚花期，田間溫度超過12 ℃，相對濕度達到82%及以上，同時持續(xù)時間超過30 h，是小麥赤霉病田間發(fā)病的最適宜環(huán)境條件[15-16]。超聲波工業(yè)加濕器加濕可以有效地保持田間濕度的穩(wěn)定，試驗結(jié)果表明，田間相對濕度可以維持在80%以上。同時，加濕器可以智能控制加濕的時間和霧量大小，為開展小麥赤霉病的研究提供了有利條件。小麥赤霉病抗性鑒定圃采用穴播種植，增加了鑒定圃的樣本容量，有利于小麥新品系的規(guī)模化鑒定選擇工作，為小麥抗赤霉病育種提供了有力的技術(shù)保障。

目前，在黃淮麥區(qū)大面積種植品種中還沒有免疫或高抗小麥赤霉病的品種，只有個別品種具有中抗或中感水平[17]。培育適合大面積推廣的赤霉病抗性品種是亟待解決的問題。小麥赤霉病抗性遺傳屬于數(shù)量性狀遺傳，主要依靠加性效應(yīng)，遺傳力較低[18]。至今，國內(nèi)外育種家利用最多的抗源材料為蘇麥3號，但其作為親本選育小麥品種效果較差，豐產(chǎn)性和抗病性不能很好地結(jié)合[18]。篩選綜合性狀好、赤霉病發(fā)病輕的小麥品種作為親本進行抗赤霉病育種是一條新的育種路線[19]。本試驗篩選的NMAS22、天民15E006、西農(nóng)511等的豐產(chǎn)性和抗病性都比較突出，同時又是黃淮麥區(qū)的生產(chǎn)類型，可以作為優(yōu)異的親本材料使用。天民15E006和西農(nóng)511是黃淮南片即將審定和剛剛審定的品種，赤霉病侵入抗性和擴展抗性均能達到中抗水平;NMAS22是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)分子標(biāo)記轉(zhuǎn)育的含F(xiàn)hb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5等抗性基因的PH691品種[20]，為黃淮北片生產(chǎn)類型，表現(xiàn)為高抗赤霉病。本試驗結(jié)果為筆者所在單位的小麥抗赤霉病育種篩選提供了優(yōu)異的親本材料，為接下來的小麥抗赤霉病育種工作提供了很強的指導(dǎo)。同時，本試驗收集的材料較少、農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)不夠完善，還須要繼續(xù)收集更多的材料，調(diào)查更多的農(nóng)藝性狀和抗病性表現(xiàn)，篩選更優(yōu)異的種質(zhì)資源更好地服務(wù)于黃淮麥區(qū)的小麥抗赤霉病育種和生產(chǎn)。

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